נצילות, תיאום עכבות ואיך זה מתקשר לממירי יס?

כפי שבוודאי רבים מכם יודעים, לחלק מהממירים של יס יש בעיות להעביר צבע כראוי במצב SVIDEO. ובכן, הרי הסבר טכנולוגי ...

7:00
  /  
25.11.2007
  
כתב: עפר לאור

רבים שמעו בעבר את המונח איזון עכבות ולא ממש הבינו את הרעיון.
התלבטתי רבות אם להכניס מתמטיקה לדיון, אבל ככל הנראה אין מנוס מכך. זה מסוג הדברים שלומדים בלימודי אלקטרוניקה יחסית מוקדם אבל לא כל המהנדסים זוכרים או מבינים את הנושא לעומק. התאוריה הראשונה של "העברת הספק מקסימלי" הובאה לראשונה במאה ה-19 ונקראית על שם המגלה של התופעה: מוריס וון ג´קובי, ולכן קוראים לזה "חוק ג´קובי".

החוק במקור לא ממש הובן ובעצם רק כשאדיסון נכנס לתמונה הוא הובן במלואו.

החוק בעצם יוצא מתוך הנחה שכשיש לנו מקור חשמל כלשהו, המטרה שלנו היא להביא כמה שיותר הספק ליעד שלנו. מה היעד שלנו? זה יכול להיות רמקול, מסך או כל צרכן הספק אחר.

הספק הוא בעצם כפל של המתח והזרם במערכת. השאלה המתבקשת היא כיצד אנחנו יכולים להגיע למקסימום נצילות במערכת כזו. מכיוון שאין מערכת אידאלית, מתברר שלכל מקור מתח יש גם התנגדות (לצורך הדיון נעשה את החשבון לפי התנגדות, אבל הטיעון וגם החישובים תקפים באותה מידה גם לגבי עכבה שהיא בעצם סוג של התנגדות שרגישה לתדר עקב סליליות או קבלות על הקו) כלשהי.

העיגול משמאל הוא מקור המתח (בכדי לפשט השתמשתי במקור DC אשר ערכו לצורך החישוב יסומן ב- Vs) והוא כולל בתוכו התנגדות כלשהי (Rs). הצרכן שלנו (רמקול, או מסך לצורך הדיון) הוא בעל התנגדות של Rl ונופל עליו מתח של VL. ברור שהאידאל הוא ש-RS הוא אפס, אבל נצא מתוך הנחה שאין לנו ברירה – תמיד יהיה לכל מקור יש התנגדות (או עכבה) כלשהי.

עכשיו אנחנו צריכים לחשב את נקודת המקסימום שבה RL שלנו מקבל את ההספק המקסימלי.

בגדול, נוסחאת ההספק שנופל על RL היא:

PL= RL * (VS / (RS+ RL))2

שוב – אין לנו השפעה על המקור, אנחנו מנסים רק למצוא איזה עומס הכי אידאלי עבורינו בשביל להגיע להספק מקסימלי.

אני עצלן גדול, במקום להשתמש בפיתרון המתמטי האופייני (אך הקשה יותר להסבר), בחרתי להציג את הפיתרון באופן יותר ברור, אך גם פחות שגרתי : טבלת אקסל פשוטה שהציגה ערכים שונים, והרי הגרף שאקסל מציג לנו מהנוסחא (הערך 100 זה בעצם 100% של RS, כלומר מצב שבו RL=RS).

ניתן מיד לראות שהגרף מגיע למקסימום שלו כאשר אנחנו בדיוק ב-100%.

משמעות הדבר היא שאם יש לנו מקור כלשהו, ויש לנו שליטה על עכבת הצריכה, המספר האידאלי הוא בדיוק אותו מספר שיש לעכבת הכניסה.

יש להבחין בניואנסים של חוק ג´קובי. החוק יוצא מתוך הנחה שעם מקור מתח נתון עם עכבת יציאה מוגדת ניתן להשיג מקסימום הספק על ידי דאגה שעכבת העומס תהיה שווה לעכבת מקור המתח.

ההנחה ההפוכה אינה נכונה. כלומר אם יש עומס נתון אז הגדלת עכבת היציאה של המקור כדי שתהיה שוה לעכבת העומס רק תוריד את ההספק… ברמקולים, אם רוצים לשמור על הכלל כדי להוציא מכסימום הספק, צריך שההתנגדות של הרמקולים תהיה שוה להתנגדות המגבר כלומר פחות מ 0.1 אוהם. ברור שזה לא מעשי כי הזרם יהיה אדיר…

לכן, בשביל נצילות אופטימלית, אנחנו צריכים "איזון התנגדויות" (עומס זהה להתנגדות הכניסה של המקור שלנו).

בעיה חמורה נוספת שקשורה לתאום עכבות בוידאו קשורה בעיקר להחזר של גלים בתוך הכבל עצמו – דבר שגורם להכפלת האות ולבעיות קשות של טשטוש.

וידאו

התנגדות משפיעה יותר בתדרים נמוכים (כמו באודיו), אבל בוידאו, העכבה היא הרכיב הקריטי. עכבה היא דבר חמקמק למדי, אבל יש לה יתרונות בולטים. אחד מהם הוא סוג של קסם: רשת של עכבות בטור ובמקביל גורמות לכבל קואקס לשמור על עכבה קבועה ללא קשר לאורך הכבל!

בגלל שמדובר ברשת קבועה שיש בה איזון מושלם, אפשר יהיה לחתוך כבל כזה בכל נקודה ועדיין לקבל בדיוק את אותה העכבה… עם זאת, חשוב כמובן לשמור על "תיאום עכבות", מצב שבו המקור שלנו (ממיר יס), הכבל (קואקס) והצרכן שלנו (המסך) יהיו בדיוק מתואמים.

ערכי הנגדים R בשרטוט מאוד קטנים ומכיוון שעל סליל או קבל לא מתפתח הספק, תאורטית, כל האות עובר בכבל כמעט ללא הפסדים ללא קשר לאורך הכבל… מעשית, מכיוון שבכ"ז יש התנגדות לנגדי R (לכל מתכת פרט ל-SUPERCONDUCTORS יש התנגדות כלשהי לזרם חשמלי ואיבוד הספק לטובת חום) ולכן בכל זאת יש הפסדים קטנים שתלויים באורכו וטיבו של הכבל…

לכבל כן יש הגדרה של עכבת אופינית. עכבת אופינית זאת העכבת שרואים בצד אחד של הכבל בתנאי שבצד השני חוברה אותה עכבת. ומה שחשוב שעכבת זאת נשמרת ללא תלות בתדר. לדוגמה, אם נקח כבל עם עכבת אופינית של 75 ונחבר בצד אחד של הכבל מקור אות, ובקצהו השני של הכבל נחבר נגד של 75 אוהם, אז מקור האות "יראה" את את הנגד כאילו הכבל לא קיים, כאילו אורך הכבל הוא 0. אם נחליף את ה 75 אוהם שבקצה בנגד של 100 אוהם, אז בתדרים נמוכים (שמע) המקור "יראה" בדיוק את ה 100 אוהם אבל כשנתחיל להעלות את לתדרים יותר גבוהים המקור כבר יושפע מתכונות הכבל ויראה התנגדויות (עכבות) אחרות שונות לחלוטין מה 100 אוהם שתלויות בתדר הנכנס ובאורך הכבל.

למעשה לא חייבים את ה 75 אוהם של מקור האות. אבל כדי לשמור על כך שלא כל אחד יבנה מקור עם עכבת שונה ולצורך איזון שגם הצד הרחוק "יראה" 75 אוהם וגם להעברת הספק מכסימלי קבעו שעכבת כניסה ועכבת יציאה שווים.

במצב שבו הם מתואמים, אנחנו מעבירים הספק מקסימלי בין המקור ליעד. יתר על כן, ההפסדים על הקו (בגלל תכונות "קסם המתמטיקה" של כבל הקואקס) הם מינימליים…

התקן שנבחר לצורך וידאו הוא 75 אוהם בדיוק. לכן כל הכבלים, המסכים ומקורות הוידאו שמתחברים לחיבורי קואקס כלשהם תמיד יותאמו ל-75 אוהם.

הערה מעניינת: בתדרי RF לשידור/קליטה של תקשורת משתמשים בעכבות של 50 אוהם כי זאת העכבת של אנטנה בצורת מוט (אנכי) שמורכב על משטח מוליך. בטלויזיה משתמשים בדרך כלל באנטנת דיפול שבנויה מ 2 מוטות אופקיים (קיטוב אופקי) . ההתנגדות של אנטנה כזאת היא 75 אוהם ומכאן הבחירה להשתמש בכל מה שקשור במערכות טלויזיה ב 75 אוהם. גם בכבלי תקשורת של רשתות מחשבים (פחות רלוונטיות היום בגלל שימוש בכבלי CAT5) היו עושים שימוש ב-50 אוהם, והרשת כולה היתה חייבת להיות מאוזנת, לשם כך קיימים מחברי TERMINATORS שבעצם גרמו לכך שסוף הכבל היה כולל עכבה של 50 אוהם בדיוק…

איך כל זה בכלל מתקשר לממירי יס?

בעיה נפוצה וידועה בממירי יס היא שבמודלים רבים בעלי שתי כניסות SCART (חוץ מה-PACE1000 האלמותי) יש בעיה כאשר אנחנו עובדים במצב SVIDEO. במצב זה במסכים רבים אין צבע כלל או שהצבעים משובשים וחסרי חיים. לאור זאת, ההמלצה הכללית של האתר היתה תמיד להשתמש בממירי PACE1000 וב-ADB 3100S בלבד. המלצה זו היתה כ"כ גורפת שגרמה לחוסרים משמעותיים בחברה בשני מודלים אלה…

מתברר שאחת הדרישות של יס מהיצרנים היתה לאפשר מצב PASSTHROUGH. במצב זה, עבור ממירים בעלי שתי יציאות SCART, במצב שבו הממיר עצמו כבוי, ניתן לחבר מכשיר וידאו ולהוציא ממנו וידאו. וידאו זה בעצם מועבר אחד לאחד ליציאת ה-TV של הממיר. כך, הממיר בעצם משמש סוג של מתג – הוא מאפשר צפיה במכשיר אחר (נגן DVD או מכשיר וידאו) אשר יכול כך לשדר גם למסכים שיש להם רק כניסת SCART בודדת.

על פניו מדובר על רעיון בלתי מזיק, אך הוא מזיק מאוד כאשר מדובר בתיאום עכבות. בשביל לעשות PASSTHROUGH, אסור בעצם לממיר עצמו להיות בעל עכבה כלשהי, או שהוא יפריע למכשיר הוידאו או נגן ה-DVD שלהם בהחלט יש עכבת מוצא מסודרת…

במצב SVIDEO חשיבות עכבת המוצא במסכים רבים היא קריטית בגלל מנגנון שנקרא MACROVISION הנמצא בדרגת הכניסה של המסכים על מנת לאפשר לנגנים רבים לזהות שמדובר במסך ולא במכשיר הקלטה כלשהו.

כתוצאה מהדרישה של PASSTHROUGH, בעצם הופכת יציאת ה-SVIDEO של הממיר יס ליציאה לא תקנית! כלומר, זה כבר לא 75 אוהם!

מסכים רבים פשוט לא יכולים לקבל זאת "בשלווה" והדבר יגרום במסכים אלה לעיוותי צבע קשים…

מה הפיתרון

לאור כמות הפניות ליס ובעיקר במעבר בין הממיר ADB 3100S התקני (ובעל מחבר SCART בודד) ל- 3100SV הלא תקני (בעל שני מחברי ה-SVIDEO), החליטה יס לפתור אחת ולתמיד את הבעיה.

הפיתרון פשוט ובעצם כולל מחבר ממיר מ-SCART ל-SVIDEO, אשר צבעו הוא מוזהב. מחבר כזה יעלה לרוב כ-30 עד 50 ש"ח ברשתות קנה/בנה/סנטר/אייס ובחנויות הצבע/חשמל הפרטיות.

למחבר יש מתג IN/OUT והוא נראה זהה למחברים שרוכשים בכל חנות כזו. ההבדל הוא בכך שמחבר זה גם כולל עומס נוסף אשר גורם לממיר יס להפוך לתקני.

 

חשוב לציין שמחברים כאלה אינם זהים לאלה שרוכשים בחנויות החשמל הרגילות. ניתן לראות את זה בקלות. כאשר חיברתי מחבר שנראה זהה לממיר 3100SV וחיברתי אותו למסך LCD של חברת פנסוניק, התמונה היתה שחור/לבן אך עם כתמי צבע אקראיים (מזכיר טיפה את האפקטים בסרטים "רשימת שינדלר" ו- "SIN CITY").

החלפה זריזה למחבר החדש הניבה תוצאות מפתיאות, איכות התמונה הפכה לזהה לזו של ה-ADB 3100S. קרי: הצבעים חזרו ללחיי השחקניות והכל בא למקומו בשלום.

אז איפה אפשר להשיג מחבר קסמים נפלא זה?

חברת יס בעצם פנתה ליצור כמויות גדולות של המחבר והן צריכות כבר להגיע לידיהם של טכנאי יס. מן הסתם, לא ברור אם הטכנאים עצמם מודעים כלל להבדל בין המחברים הללו לבין מחברים רגילים (שאינם מוזהבים ואינם כוללים את תיקון 75 אוהם).

סביר להניח שבדומה לנושא ה-DC ISOLATOR, יקח זמן עד אשר כל הטכנאים יהיו מודעים לכך. צריך לציין שבמידה ואתם זקוקים לממיר כזה, רוב הסיכויים שיס לא ירצו עליו כסף, אולם הם כן יגבו תשלום על ביקור הטכנאי במקום.

לשרשור התגובות למאמר לחצו כאן


7:00
  /  
25.11.2007
  
כתב: עפר לאור

1